输电线路交叉穿越方式研究

臧宏志，李　勇，李利生，张　宁

（1．国网山东省电力公司经济技术研究院，济南　250001；2．国网山东省电力公司聊城供电公司，山东　聊城　252000）

输电线路交叉穿越方式研究

臧宏志1，李勇2，李利生1，张宁1

（1．国网山东省电力公司经济技术研究院，济南250001；2．国网山东省电力公司聊城供电公司，山东聊城252000）

随着电网规模不断扩大，各电压等级线路回数越来越多，高电压等级输电线路之间的交叉穿越是电网建设高速发展的必然现象。如何实现电力线路交叉穿越，涉及投资、停电、运行维护等一系列问题。针对线路电压等级、回路数及塔型的不同，研究了不同交叉穿越方式，并对工程造价进行详细对比分析，提出了输电线路交叉穿越的通用技术原则，可用于指导工程实践。

交叉穿越；弧垂；对地距离；交叉跨越距离

0　引言

随着社会的不断发展以及城镇化进程的加快，线路走廊在逐步压缩。综合考虑电力系统及城镇规划、交通条件等因素，线路交叉出现概率大大增加。根据“国家电网基建［2014］1131号《国家电网公司关于明确输变电工程 “两型三新一化”建设技术要求的通知》”中对输电线路“两型三新一化”建设技术要求，“采取同塔双（多）回、紧缩型等技术，压缩线路走廊，提高线路走廊利用率”，导致线路跨越及钻越难度增大［5］。

在输电线路设计中，35 kV、110 kV输电线路钻越220 kV、500 kV架空线路时，设计单位越来越多采用电缆钻越方案。电缆线路具有投资大、运行维护费用高以及故障点不宜查找等特点。随着地区负荷密度的不断增大，线路走廊不断减少，不同电压等级输电线路交叉穿越的概率越来越大，迫切需要有综合的解决方案及技术原则，在开展电网规划、线路工程设计时参照执行。

1　省内架空输电线路现状分析

山东省目前运行的220 kV线路中大多于20世纪80年代建设。受当时经济水平限制，电力线路较少，线路走廊宽阔，线路路径选择裕度较大，基本上全线位于平地，杆塔普遍采用水泥杆单杆或双杆，设计呼高14 m左右，线路平均档距250 m，弧垂最低点对地的垂直距离6～7 m，设计标准普遍较低。

2000年以后，随着社会经济的不断发展，电力建设步入快速发展轨道，电力线路安全可靠性要求不断增大，设计标准逐步提高。架空线路开始使用角钢塔，后来由于水泥杆占地面积大（需打拉线）、耐腐蚀差等缺点，逐步过渡到全线均使用角钢塔。此时，地面上中低压配网线路、通信线等增多，线路设计时对地距离裕度加大，杆塔设计呼高提高到21 m左右，线路平均档距为300 m，弧垂最低点的高度也提高到10 m。特别地段，如需跨越10 kV及以上电力线路、高速铁路、高等级公路时，杆塔设计呼高还要提高，具体数值视情况而定。

目前，220 kV、500 kV线路构成山东电网的主干网络。根据“国家电网基建〔2012〕386号《关于印发国家电网公司输变电工程提高设计使用寿命指导意见（试行）的通知》”，线路铁塔、导地线、瓷或玻璃绝缘子、金具及接地材料使用寿命按40年考虑，合成绝缘子使用寿命按20年。照此计算，架空输电线路寿命期为40年。线路一旦建成，在其寿命周期内，“三线”（电力线、通信线、电视线）、地面附着物（大棚、树木、房屋等），甚至火灾、施工等，都可能在线下出现，影响着架空线路的安全运行。因此，提高架空线路的设计标准，增加对地安全距离等，都非常有必要。

但是，随着杆塔的不断提高，对地垂直距离增大，线路本体工程的造价也在不断增加。根据统计，架空线路对地垂直距离每增加1 m，架空线路工程单公里造价增加约7万元左右。因此，如何平衡安全和经济两方面的关系，需要结合具体工程分析论证。

2　架空输电线路交叉穿越方式

2.1架空跨越

当新建线路电压等级高于或等于现有线路电压等级时，一般采用跨越方式［1］。采用跨越设计时，现有线路不需改造，新建线路需采用加高设计。一般采用在现有线路两侧各组立一基高塔（跨越塔），综合考虑导地线弧垂特性、气象条件、交叉跨越安全距离、组塔位置、倒塔安全性等方面因素，计算跨越处导线弧垂，使其达到新建线路最下层导线与跨越线路最上层地线之间的安全距离，并适当留有裕度即可。单回路架空跨越线路如图1所示。

2.2架空钻越

当新建线路电压等级低于现有线路电压等级时，一般采用钻越方式。目前国网输电线路杆塔通用设计中，35 kV、110 kV单回路角钢塔，基本采用三角排列［2］。架空钻越又细分为单回路钻越、双回路钻越、多回路钻越。当采用正常方式钻越架空线路应用通用设计塔型不能满足规程规范要求时，可采用水平排列塔［3］。双回路架空钻越线路如图2所示。

图1　单回路架空跨越

图2　双回路架空钻越

图3　电缆钻越

2.3电缆钻越

新建线路对现有线路进行钻越时，首先应该选择合适的钻越处，比如空旷的平地，在现有线路下方无“三线”之处，需钻越的架空线路对地垂直距离较高处等。当采用水平排列的杆塔进行钻越时，若即使拆除地线（不架设地线），仍无法同时满足现有线路最下层导线与新建线路最上层导线间距，以及新建线路最下层导线对地的垂直距离满足安全要求，则只能采用电缆进行钻越。即在现有线路两侧，由架空线路改为电缆线路，实施钻越。电缆钻越如图3所示。

2.4加高跨越段杆塔

进行新建线路设计时，与现有线路交叉时，亦可将新建线路杆塔呼高降低，满足基本对地安全距离要求，然后加高现有线路，满足交叉跨越要求［4］。

3　不同工况下架空线路交叉穿越工程造价

以聊城110 kV将官屯输电线路工程为研究对象，针对不同穿越方式进行工程造价分析，110 kV将官屯输电线路为同塔双回线路，线路钻越聊城220 kV耿蒋线17～18号杆塔，耿蒋线原为水泥杆架设，钻越点高度为24 m，如果按照正常线路架设，无法满足110 kV线路对220 kV线路和对地安全距离要求，需在钻越点进行特殊考虑。为计算简单，取一个耐张段为研究对象，耐张段长度为1.35 km，全线双回路架设，平地，地质条件按普通情况考虑，气象条件设计风速为27 m/s，覆冰厚度为10 mm。不考虑跨越障碍物、拆迁赔偿等因素的影响。全线基础型式按板式基础设计；杆塔按角钢塔设计，钻越杆等特殊杆型按钢管杆设计；导线采用JL/G1A300/40钢芯铝绞线；耐张和悬垂绝缘子采用复合绝缘子FXBW4-110/100；金具采用97定型金具。

1）特殊杆塔钻越。工程钻越点220 kV导线高度为24 m，按照GB 50545—2010《110 kV～750 kV架空输电线路设计规范》第13.0.11规定，输电线路与各种架空线路交叉或接近的基本要求，220 kV至被跨越线路最小垂直距离为4 m，考虑夏季温度高，线路弧垂尺度降低，工程按跨越最小安全距离6 m考虑，被跨越110 kV将官屯线路不应超过18 m，根据GB 50545—2010《110 kV～750 kV架空输电线路设计规范》13.0.2-1规定，110 kV对地最小距离为7 m，考虑弧垂影响，设计呼称高为9 m的双回路钢管杆，双回线路杆身两侧布置，导线三角排列，满足钻越要求。

2）加高被钻越线路。对220 kV线路进行加高改造，使220 kV线路满足110 kV线路钻越的要求。

3）电缆钻越。电力电缆钻越220 kV线路，需在220 kV线路两侧立2基电缆终端杆，并保证一定的安全距离。电力电缆经两侧电缆终端杆与架空导线连接。

根据《电网工程建设预算编制与计算规定（2013版）》、《电力建设工程预算定额（2013版）第四册输电线路工程》等标准，并结合电力建设工程装置性材料预算价格和近期地方材料信息价格等信息，估算上述3种不同钻越方式的静态投资与无交叉的输电线路正常架设相比较，如图4所示。

图4　工程单位造价对比

由投资分析得知，架空线路无法正常钻越，优先采用特殊塔型钻越方式。如导线水平排列，三角排列等。采用此方法钻越是最经济合理的方式，减少了对220 kV线路停电改造；采用特殊杆型无法满足对地和对被钻越线路安全距离要求，优先选用加高被钻越线路方案；采用电缆钻越方式投资最大。

4　结语

首先在规划层面，尽量避免输电线路的交叉跨越，综合考虑变电站供电范围，出线方向，电源进线方向、站间联络线路走向，合理规划变电站出线间隔排列。

设计层面，在可研及初步设计阶段，远近结合，结合未来规划库项目线路路径，提前在预留钻越段抬高上一电压等级线路杆塔呼称高。在设计线路路径的选择上，尽量避免线路交叉。

在穿越点位置的选择上，选择合适的钻越点。选择多个穿越的跨越点进行技术经济比较。

采用特殊杆（塔）钻越。在与高电压等级或者同一电压等级输电线路发生交叉时，需根据钻越点的弧垂高度来确定采用何种方式实现钻越。弧垂高度足够可直接实现正常钻越；弧垂高度不够，可采用钻越段不架设地线的方式实现钻越；进一步可采用特殊杆（塔）实现钻越。在穿越同电压等级电铁供电线路等重要线路时，不允许采用跨越，只能采用钻越。

采用电缆钻越应是设计单位最后的选择。采取电缆钻越方式，不但投资建设费用成倍增长，而且电缆运行维护工作量较大。

［1］GB 50061—201066 kV及以下架空电力线路设计规范［S］.

［2］GB 50545—2010110 kV～750 kV架空输电线路设计规范［S］.

［3］田雷，张子引，刘颢.输电线路跨（钻）越高速铁路设计技术［J］.电力建设，2012，33（12）：27-31.

［4］陈锡阳.一种新的架空输电线路安全限距计算模型［J］.电力科学与工程，2015，31（2）：60-65.

［5］胡守松.±1 100 kV特高压直流输电线路对地及交叉跨越距离［J］.电力建设，2012，33（10）：25-28.

Study on Power Transmission Line Crossing Modes

ZANG Hongzhi1，LI Yong2，LI Lisheng1，ZHANG Ning1
（1．Economic&Technology Research Institute，State Grid Shandong Electric Power Company，Jinan 250001，China；2．State Grid Liaocheng Power Supply Company，Liaocheng 252000，China）

With the continuous expansion of power grid，more and more transmission lines are constructed.Line crossings among high voltage transmission lines are inevitable because of the power grid construction high-speed development.The investment，power outages，operation and maintenance，and other factors affect realizing power line crossing.In view of different voltage levels，line circuit numbers and tower types，different line crossing modes are studied，and the project cost are compared and analyzed in detail.Series of general technical principles on transmission lines crossing are proposed to guide the engineering practice.

crossing；line sag；ground clearance；crossing clearance

TM726.3

A

1007－9904（2016）08－0042－04

2016-03-13

臧宏志（1971），男，高级工程师，从事电网规划及电力设计工作。